주문형 비디오 서비스는 방송사 입장에서 기존 수신료와 광고 기반의 수익모델 외에 추가적인 수익모델을 제공하기 때문에 각 방송사들은 자신만의 주문형 비디오 서비스를 개발하고 매출 증대를 위하여 빈번하게 개선 작업을 수행하고 있기 때문에 개발업체는 주문형 비디오 서비스 개발의 효율성을 높이는 방법을 모색하고 있다. 본 연구는 이와 같은 개발업체의 요구를 근거로 주문형 비디오 서비스 개발에 피처지향 분석모델을 적용하기 위한 기반 연구를 수행하였다. 피처지향 분석모델은 다 수의 사례연구들을 통해 선택적 기능들이 많은 소프트웨어의 사용자 요구사항 분석에 효율적인 방법으로 인정받고 있다. 본 논문은 미국 카네기 멜론대학 SEI에서 개발한 FODA (Feature-Oriented Domain Analysis)를 활용하여 주문형 비디오 서비스의 피처모델을 개발하고, 피처모델에서 규명된 피처들과 피처들 간 논리적 관계를 바탕으로 주문형 비디오 서비스의 기능들을 명세하고, 그 기능들을 테스트할 수 있는 테스트케이스들을 설계하였다. 이런 일련의 연구는 주문형 비디오 서비스 개발에 피처지향 분석모델을 적용하기 위한 토대를 이룬다.
주문형 비디오 서비스(VoD: Video on Demand)의 경우 네트워크의 자원 이용도와QoS (Quality of Service)가 보장되도록 구축되어야 한다. 대역폭 스무딩 알고리즘은 주문형 비디오 시스템에서 비디오 데이터를 보낼 경우 비디오의 데이터의 급격한 대역폭의 증가 또는 감소를 최소한 줄이는 기법이다. 본 논문에서는 기존의 대역폭 스무딩 기법과 비디오 압축 기법의 특성을 이용하여 새로운 모델과 스무딩 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘의 성능평가를 위해 기존 스무딩 알고리즘의 결과와 비교 분석한다.
주문형 비디오 서비스는 컴퓨터 데이타 통신에 관련한 기반 기술의 발전으로 가능해진 멀티미디어 서비스 로써 비디오 서버가 저장.관리하고 있는 디지탈 동영상 데이타를 사용자의 요구에 따라 온라인으로 전상하여 단말장치에서 실시간으로 재생하는 서비스 이다.특히 대용량의 데이타를 효율적으로 저장해야 하는 서버는 주문형 비디오 서비스를 위한 필수적인 요건이며 현재 활발한 연구가 진행되고 있는 분야이다. 기존의 비디오서버에 대한 연구는 동영상 데이타를 하드디스크에 저정 하는방식에 집중되어 왔으나, 하드디스크는 대용량 저장장치에 비하여 안정성이 낮고 고가의 저장비용량이 든다. 복합 다단계 주문형 비디오 서버는 대용량 저장 장치인 광자기 디스크 쥬크박스를비디오 데이타의 주저장 매체로 사용하며, 데이타의 저장 방법 및 전상스케쥴링을 최적화함으로써 대용량 저장 장치가 갖는 단점을 보완하도록 제안된 주문형 비디오 서버 시스템이다. 본 논문에서는 복합 다단계 서버의 프로토타입을 설계 및구현에 있어서 필요한 다양한 소포트웨어 모듈 및 구성을 설명하고 주문형 비디오서비스를 위한 서버와 클라이언트의 프로토콜을 제안한다.
정보통신 기술의 발달로 주문형 비디오(VoD) 서비스는 활성화되고 있다 주문형 비디오 시스템 설계를 위해서는 정해진 대역폭을 이용하여 시청자의 대기시간과 버퍼의 량을 줄이는 것이 중요한 요소다. 하지만 기존의 제안된 많은 주문형 비디오 방법들의 우수한 효율성을 보여주지만 높은 복잡도 때문에 구현이 어렵다. 이러한 이유로, 최근에는 주문형 비디오 방법의 복잡도를 줄이면서 대역폭 효율이 우수한 방법에 대해서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 대역폭의 효율성도 높이면서 기존의 주문형 비디오 방법들의 복잡성을 크게 줄인 계단형 스태거드(Staircase Staggered) 방식을 제안한다. 논문에서 제안하는 계단형 스태거드 방식은 Staircase Broadcasting의 높은 대역폭 효율과 Staggered Broadcasting 방식의 간단한 구조적 특징을 한꺼번에 가지고 있는 주문형 비디오 방법이다. 모의실험 결과 제안된 방식은 시청자 대기시간이 Staircase Broadcasting 방식과 거의 수렴하고, 시청자 버퍼 요구량은 매우 낮게 나타났다. 그리고 제안된 방식은 비디오 분할에 따라서 시청자의 대기시간과 필요한 버퍼량을 조절 할 수 있기 때문에 주문형 비디오 방식이 적용되는 환경에 따라서 조절해서 적용이 가능하다. 또한 주문형 비디오 방식의 복잡성도 함께 줄일 수 있는데, 제안된 방식은 비디오 데이터 세그먼트 수를 크게 줄이고, 복잡한 채널 관리를 줄였으며, 사용하는 채널의 수도 크게 감소시켰다.
정해진 대역폭 내에서 시청자의 대기시간과 요구되는 버퍼의 량을 줄이는 것은 주문형 비디오(VoD) 서비스 시스템 설계에서 중요한 요소였다. 하지만 기존의 제안된 많은 주문형 비디오 방법들의 높은 복잡도가 구현을 어렵게 하기 때문에, 최근에는 이와 더불어 주문형 비디오 방법의 복잡도를 줄이는 것도 중요한 요소로 간주되고 있다. 본 논문에서는 대역폭의 효율성도 높이면서 기존의 주문형 비디오 방법들의 복잡성을 크게 줄인 Fast Staggered 방식을 제안한다. 논문에서 제안하는 Fast Staggered 방식은 Fast Broadcasting의 높은 대역폭 효율과 Staggered Broadcasting 방식의 간단한 구조적 특징을 한꺼번에 가지고 있는 매우 실용적인 주문형 비디오 방법이다. 모의실험 결과 제안된 방식은 시청자 최대 대기시간이 Fast Broadcasting 방식과 거의 일치하고, 시청자 최대 버퍼 요구량은 매우 낮게 나타났다. 그리고 제안된 방식은 비디오 분할에 따라서 시청자의 대기시간과 필요한 버퍼량을 조절 할 수 있기 때문에 주문형 비디오 방식이 적용되는 환경에 따라서 조절해서 적용이 가능하다. 또한 주문형 비디오 방식의 복잡성도 함께 줄일 수 있는데, 제안된 방식은 비디오 데이터 세그먼트 수를 크게 줄이고, 복잡한 채널 관리를 줄였으며, 사용하는 채널의 수도 크게 감소시켰다. 본 논문은 Fast Staggered 방식의 서버 동작과정, 클라이언트 동작과정, 성능 모델, 모의실험을 통해 제안된 방식의 높은 효율성과 실용성을 제시한다.
본 논문은 단일 주문형 비디오 환경에서의 서버/클라이언트 미디어 서비스 모델을 분석하고 이를 병렬 주문형 비디오 환경에 적용함으로써 보다 나른 사용자 QoS(Quality of Service)를 제공하고자 한다. 미디어 서비스 모델로는 클라이언트가 데이터를 요청하고 서버가 전달해주는 Client Pull 모델과 서버 측에서 일방적으로 데이터를 전달해 주는 Server Push 모델 그리고 두 모델을 통합한 IPP(Interleaving Pull & Push) 서비스 모델로 크게 나뉜다. 병렬 주문형 비디오 환경을 위해 병렬형 미디어 스트리밍 서비스, 즉 단일 클라이언트를 위해 다수의 서버들이 동시에 서버에 참여하는 PMSS(Parallel Media Streaming Service) 시스템을 구축하였으며, 단일/병렬 주문형 비디오 환경에서 네트워크상 전달지연과 클라이언트 버퍼 내 데이터 잔여량 인자를 통하여 각 서비스 모델간 성능을 비교 분석하였다. 실험을 통해 병렬 주문형 비디오 환경에서 IPP 서비스 모델이 가장 적은 전달지연과 안정적인 클라이언트 버퍼를 유지함을 알 수 있었다. 이를 통해 사용자에게 보다 나은 서비스를 제공할 수 있음을 확인하였다
주문형 비디오 시스템의 설계에 있어 가장 중요하게 고려되고 있는 것은 사용되는 채널의 수를 일정하게 유지하면서 자입자의 대기시간을 줄이는 방법이다. 이러한 연구의 한 시도로 근래에 실시간 주문형 비디오와 유사주문형 비디오의 장점을 결합하는 결합형 주문형 비디오에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 결합형 주문형 비디오에 대한 연구는 결국 어떻게 유니캐스트 채널을 사용하는 사용자들을 그룹화하여 멀티캐스트 채널을 사용하도록 할 것인가에 대한 연구이다. 본 논문에서는 동적인 채널을 이용하여 시청자의 대기시간을 기존의 방식에 비해 효율적으로 줄일 수 있는 결합형 주문형 비디오를 제안하겠다. 모의실험 결과 제안된 방식은 10개의 비디오를 100의 채널을 이용하여 0.5 requests/second의 도착률로 서비스할 경우 Unified Video-on-Demand 비해 $551{\%}$의 성능향상을 보였다. 본 논문은 동적채널 할당을 이용하여 채널을 해제하고 다시 사용하는 과정, 성능 모델, 모의실험을 제시한다.
최근 널리 보급되고 있는 IPTV의 주요 서비스인 주문형 비디오 서비스의 시청 순위는 Zipf의 법칙을 따른다고 알려져 있으며 이를 기반으로 계층형 네트워크 스토리지 구조로 서비스를 제공하여 네트워크 비용과 스토리지 비용을 절감하고 있다. 그러나, 최근 연구에 의하면 미디어 시청 순위는 stretched exponential 함수에 더 근사함이 알려졌다. 본 연구에서는 국내에서 현재 상용 서비스 중인 대규모 주문형 비디오 서비스의 시청 순위-회수 데이터를 분석하여, 시청 순위로부터 stretched exponential 함수의 모수를 추정하여 시청 순위의 분포함수를 파악하고자 한다. 특히, 콘텐츠 파일 크기, 콘텐츠 파일 전달방식, 콘텐츠 장르 등의 요인과 시청 순위 분포함수의 모수 사이에 상관관계가 있는지 분석하고자 한다.
일정한 대역폭 내에서 시청자의 대기시간과 요구되는 버퍼의량을 줄이는 것은 주문형 비디오(VoD) 서비스 시스템 설계에서 중요한 요소였다. 하지만 기존의 제안된 많은 주문형 비디오 방법들의 높은 복잡도가 구현을 어렵게 하기 때문에, 최근에는 이와 더불어 주군형 비디오 방법의 복잡도를 줄이는 것도 중요한 요소로 간주되고 있다. 본 논문에서는 대역폭의 효율성도 높이면서 기존의 주문형 비디오 방법들의 복잡성을 크게 줄인 하모닉 스태거드 전송 (Harmonic Staggered Broadcasting) 방식을 제안한다. 논문에서 제안하는 하모닉 스태거드 전송 방식은 하모닉 전송 (Harmonic Broadcasting) 방식의 높은 대역폭 효율과 스태거드 전송 (Staggered Broadcasting) 방식의 간단한 구조적 특징을 한꺼번에 가지고 있는 매우 실용적인 주문형 비디오 방법이다. 모의실험 결과 제안된 방식은 시청자 최대 대기시간이 기존 대역폭 효율이 가장 우수한 하모닉 전송 방식과 거의 일치하고, 시청자 최대 버퍼 요구량은 비디오 분할 계수가 5일 때 비디오 데이터의 25% 정도로 매우 낮게 나타났다. 또한 주문형 비디오 방식의 복잡성도 함께 줄일 수 있었다. 본 논문은 하모닉 스태거드 전송 방식의 서버와 클라이언트 동작과정, 성능 모델, 모의실험을 통하여 제안된 방식의 높은 효율성과 실용성을 제시한다.
CDMA2000 1xEV-DO 이동통신 시스템에서 주문형 비디오 서비스를 고품질로 제공하면서도 합리적 수준의 시스템 성능을 제공하는 무선 MAC 스케줄러를 재안한다. 제안하는 스케줄러는 응용 계층에 존재하는 비디오 데이터 정보를 MAC 계층에 존재하는 스케줄러가 활용하여 주문형 비디오 서비스의 품질이 개선되도록 한다. 우리는 시뮬레이션 실험을 통해서 제안하는 방식이 이전에 제안된 비디오 트레이스 방식과 비교 했을 때 VBR(Variable-Bit-Rate) 비디오의 비디오 프레임 변화가 클수록 더 뛰어난 품질과 성능을 제공함을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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